СИСТЕМЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПРОБ Российский патент 2018 года по МПК B01L3/00 

Данная заявка была подана 9 января 2014 г. в качестве международной заявки на получение патента согласно договору о патентной кооперации, и заявляет приоритет по предварительной патентной заявке США №61/751, 508, поданной 11 января 2013 г., содержание которой тем самым включено в настоящий документ в полном объеме посредством ссылки в настоящем описании.

ВВЕДЕНИЕ

Автоматические роботизированные процессы широко применяются в лабораторных условиях для повышения точности и надежности, а также снижения времени обработки и освобождения рабочих ресурсов для выполнения иных задач. Лабораторных роботов часто используют для отмера различных жидкостей при помощи пипеток или иного оборудования, предназначенного для отмера и сбора жидкостей практически любых объемов. Эти жидкости могут быть помещены в ряд лунок для проб с клетками, тканями, химическими реагентами, биологическими средствами, на предметные стекла, содержащие клетки или ткани или иные материалы для анализа, а также извлечены из них. Жидкости могут представлять собой или включать среду для выращивания живой ткани, реагенты, промывочную жидкость, красители или иные реагенты, некоторые или все из которых могут вступать в реакцию тем или иным способом с образцом, содержащимся в лунке. Отдельные образцы могут содержаться в лунках микротитрационного планшета, который в случае необходимости может быть перемещен роботизированным оборудованием. Микротитрационные планшеты, как правило, имеют 6, 12, 24, 96, 384 или более лунок.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном аспекте настоящая технология относится к системе для обработки образцов роботизированной платформой, причем система имеет: плашку, определяющую: лунку, определяющую дренажное отверстие, где лунка имеет нижнюю поверхность; и входное отверстие в системе жидкостного сообщения с дренажным отверстием; вставка, адаптированная так, чтобы ее можно было вставить в лунку, при этом вставка включает нижнюю стенку и боковую стенку, где нижняя стенка и/или боковая стенка определяет множество отверстий, так что внутренняя часть вставки имеет жидкостное сообщение с лункой, когда вставка вставлена в лунку. В одном варианте осуществления лунка определяет канал, соединяющий дренажное отверстие и входное отверстие, при этом канал наклонен вниз от дренажного отверстия к входному отверстию. В другом варианте осуществления нижняя поверхность определяет дренажное отверстие. В еще одном варианте осуществления нижняя поверхность имеет верхнюю точку и нижнюю точку, при этом дренажное отверстие располагается рядом с нижней точкой. В еще одном варианте осуществления, нижняя точка располагается рядом с центром нижней поверхности.

В другом варианте осуществления вышеприведенного аспекта нижняя точка располагается рядом с наружным краем нижней поверхности. В одном варианте осуществления лунка имеет наружную стенку, при этом наружная стенка по меньшей мере частично определяет дренажное отверстие. В другом варианте осуществления нижняя поверхность определяет верхнюю поверхность канала. В еще одном варианте осуществления нижняя поверхность по меньшей мере частично определяет край канала. В еще одном варианте осуществления плашка определяет желоб, при этом желоб обеспечивает жидкостное сообщение между лункой и входным отверстием.

В другом варианте осуществления вышеприведенного аспекта конфигурация желоба предназначена для вставки заслонки. В одном варианте осуществления лунка включает наружную стенку, при этом при вставке корзины в лунку корзина образует посадку с натягом с наружной стенкой. В другом варианте осуществления наружная стенка или корзина включает прокладку, при этом прокладка образует посадку с натягом. В другом варианте осуществления плашка далее имеет зажим или затвор для обеспечения неподвижности корзины в лунке. В еще одном варианте осуществления и нижняя стенка и боковая стенка определяют множество отверстий.

В другом варианте осуществления вышеупомянутого аспекта лунка имеет наружную стенку, при этом наружная стенка определяет по меньшей мере одну из круглой, четырехугольной, овальной или треугольной формы. В одном варианте осуществления боковая стенка корзины определяет форму, соответствующую форме наружной стенки. В другом варианте осуществления плашка определяет множество лунок, при этом входное отверстие имеет жидкостное сообщение по меньшей мере с двумя из множества лунок. В еще одном варианте осуществления по меньшей мере одно из множества отверстий имеет острый угол. В другом варианте осуществления по меньшей мере одно из множества отверстий определяет угол по отношению к боковой стенке.

В другом аспекте технология относится плашке для обработки образцов роботизированной платформой, причем плашка имеет: лунку, определяющую геометрическую форму, имеющую по меньшей мере одну наружную стенку и нижнюю поверхность; входное отверстие, отделенное от лунки и имеющее жидкостное сообщение с ней; и корзину, форма которой позволяет помещаться в лунке, при этом корзина определяет по меньшей мере одну боковую стенку и нижнюю стенку и где боковая стенка или нижняя стенка определяют множество отверстий. В одном варианте осуществления лунка определяет дренажное отверстие, определенное наружной стенкой или нижней поверхностью. В другом варианте осуществления нижняя поверхность является по меньшей мере одной из по существу выпуклой и по существу вогнутой. В еще одном варианте осуществления нижняя поверхность наклонена по направлению к наружной стенке. В другом варианте осуществления плашка далее содержит канал, соединяющий лунку с входным отверстием, при этом канал размещен под нижней поверхностью.

В другом варианте осуществления вышеописанного аспекта нижняя поверхность по меньшей мере частично определяет канал. В одном варианте осуществления плашка включает множество лунок, и входное отверстие имеет жидкостное сообщение по меньшей мере с двумя из множества лунок.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На чертежах показаны варианты осуществления, которые в настоящее время являются более предпочтительными, однако, при этом понимается, что технология не ограничивается показанными конкретными исполнениями и средствами.

ФИГ. 1А-3А - перспективные виды плашек сверху.

ФИГ. 3В - частичный вид сечения лунки плашки сбоку ФИГ. 3В.

ФИГ. 4 - перспективный вид сечения плашки.

ФИГ. 5 - перспективный вид другой плашки сверху.

ФИГ. 6 - перспективный вид сечения другой плашки.

ФИГ. 7 - перспективный вид сечения другой плашки.

ФИГ. 8А и 8В - перспективный вид и перспективный вид сечения, соответственно, образца корзины.

ФИГ. 9А и 9В - перспективные виды образцов корзин.

ФИГ. 10 изображает один метод использования системы плашки и корзины для роботизированной обработки образцов.

ФИГ. 11 отображает перспективный вид плашки сверху для использования при обработке предметных стекол.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

ФИГ. 1А и 1В отображают плашки на шесть лунок, применяемые для обработки биологических образцов. На ФИГ. 1А плашка 100 определяет шесть лунок 102, каждая из которых имеет наружную стенку 104 и нижнюю поверхность 106. Наружная стенка 104 может также определить обод 108 на верхнем крае лунки 102. Обод 108 может быть гладким, коническим или иметь резьбу в зависимости от требования или желания разместить специальную соединительную корзину (различные типы которой описаны ниже). Нижняя поверхность 106 определяет дренажное отверстие 110, расположенное по центру и определяемое нижней поверхностью 106. Канал 112 соединяет дренажное отверстие 110 с входным отверстием 114. Размер и форма входного отверстия 114 подобраны таким образом, чтобы туда можно было разместить пипетку. В целом нижняя поверхность входного отверстия 114 располагается ниже нижней поверхности дренажного отверстия 110, что позволяет любой жидкости в канале 112 стекать к входному отверстию 114. Нижняя поверхность 106 пересекает наружную стенку 106 в углу 116. Нижняя поверхность 106 наклонена вниз от угла 116 к дренажному отверстию 110. Соответственно, жидкость, находящаяся в лунке 102 стекает с высокой точки нижней поверхности 106 (в этом случае угол 116) к нижней точке нижней поверхности 106 (в этом случае дренажное отверстие 110), затем стекает вниз по каналу 112 к входному отверстию 114. В этой плашке 100, лунка 102 и входное отверстие 114 связаны через желоб 118, который проходит через наружную стенку 104 лунки 102. Преимущества данного желоба 118 включают увеличение интенсивности потока между лункой 102 и входным отверстием 114 (например, когда пипетка вставлена во входное отверстие 114 для размещения жидкости в лунке 102 или для извлечения жидкости оттуда).

ФИГ. 1В отображает другой вариант осуществления плашки 100. На этом рисунке элементы, имеющие схожие условные номера с элементам, приведенным на РИС 1А, являются в целом аналогичными указанным ранее элементам, если не указано иное. В частности, в варианте осуществления на ФИГ. 1В канал 112 проходит аналогично первоначальному расположению практически под прямым углом к наружной стенке 104. Канал 112 доходит до наружной стенки 104, поворачивает примерно на 90 градусов и идет далее к входному отверстию 114. Как и в предыдущем варианте осуществления нижняя поверхность 106 выпуклая, в то время как канал 112 наклоняется от дренажного отверстия 110 к входному отверстию 114. Как видно из сравнения вариантов осуществления, показанных на ФИГ. 1А и 1В, канал 112 может проходить в любом направлении от дренажного отверстия 110 к входному отверстию 114.

ФИГ. 2А и 2В отображают два варианта осуществления плашек с двенадцатью лунками 200 для использования при обработке биологической жидкости. Элементы, обозначенные номерами аналогично вариантам осуществления, показанным на ФИГ. 1А, являются в целом аналогичными указанным ранее элементам. В этом варианте осуществления заметно выравнивание входных отверстий 214. Входные отверстия 114 располагаются в два столбца C₁ и С₂, а также в шесть рядов R₁-R₆. Конфигурация плашки 200 такова, что выравнивание входных отверстий 214 позволяет эффективно использовать многопипеточные устройства для введения и извлечения жидкости из лунок 202. Кроме того, плашка 200, показанная на ФИГ. 2А, включает знаки 220, которые можно использовать для идентификации определенной лунки путем указания соответствующего столбца и ряда.

На ФИГ. 2В изображена плашка 200 с лункой 202 с дренажным отверстием 210 и каналом 212. На изображениях предыдущих вариантов осуществления, приведенных на ФИГ. 1А-2А, отражены дренажные отверстия 110, которые были меньшего диаметра, чем входные отверстия 114. В варианте осуществления на ФИГ. 2В, однако, дренажное отверстие 210 имеет диаметр D_D, который больше диаметра D_A входного отверстия. Этот больший диаметр дренажного отверстия D_D обеспечивает более быстрое вытекание жидкости через дренажное отверстие 214. Такое большее дренажное отверстие позволяет уменьшить турбулентность жидкости во время проведения процедур, а также сократить время наполнения и стекания. Это также снижает всплытие корзины при введении жидкости.

На ФИГ. 3А и 3В изображена плашка 300 для использования при обработке биологической жидкости. Элементы, обозначенные номерами аналогично вариантам осуществления, показанным на ФИГ. 1А, являются в целом аналогичными указанным ранее элементам. Характерным отличием плашки 300 от описанных ранее плашек является отделение входного отверстия 314 от лунки 302. Здесь наружная стенка 304 лунки 302 является цельной. Таким образом, независимо от скорости введения или извлечения жидкости из входного отверстия 314, вся жидкость попадет в лунку 302 по каналу 312 (в описанном ранее варианте осуществления очень большая интенсивность потока может спровоцировать течение жидкости по желобам, изображенным выше). Как показано на ФИГ. 3B, канал 312 наклонен по направлению от дренажного отверстия 310 к входному отверстию 314. В определенных вариантах осуществления наклон может составлять примерно от 2 до 5 градусов. Это позволяет ускорить спуск жидкости для лунки 302, как это делает выпуклая нижняя поверхность 306 лунки 302. Кроме того, нижняя часть 322 входного отверстия 314 находится ниже канала 312, который обеспечивает сток всей жидкости из лунки (без остатка какого-либо существенной количества, например, в канале 312). Одна или более лунок 302 может быть связана с одним или более зажимом, затвором или иными блокирующими элементами 324, которые могут быть использованы для фиксации корзины в лунке 302.

На ФИГ. 4 изображен перспективный вид сечения другого варианта осуществления лунки 400. В этом варианте нижняя поверхность 406 каждой лунки 402 имеет выпуклую форму, что помогает снизить всплытие корзины и улучшает сток из лунки 402. Соответствующим образом, жидкость в лунке 402 стекает от центра лунки 402 к наружной стенке 404. Угол 416 может быть наклонен от верхней точки к нижней внешнего периметра нижней поверхности 406. Дренажное отверстие (не показано) располагается в нижней точке. В определенных вариантах осуществления дренажное отверстие не должно быть отдельным элементом, но таким элементом может быть желоб 418, который соединяет входное отверстие 414 с лункой 402.

ФИГ. 5 отображает другой вариант осуществления плашки 500. В этом варианте осуществления, входное отверстие 514 размещено очень близко к лунке 502 и имеет жидкостное сообщение с ней через желоб 518. В этом случае дренажное отверстие 510 является нижней точкой входного отверстия 514, и нижняя поверхность 506 наклонена к входному отверстию 514 и дренажному отверстию 510. Соответственно, в этом варианте осуществления пипетка вставляется во входное отверстие 514 и извлекает жидкость из дренажного отверстия 510, куда поступает жидкость из лунки 502 благодаря наклону нижней поверхности 506. Желоб 518 может далее определить один или несколько каналов или приемников 524 для вставки заслонки 526. Заслонка 526 может быть вставлена в приемник 524 полностью или частично, чтобы частично или полностью изолировать лунку 502 от входного отверстия 514, как это требуется или предпочтительно для конкретного применения. Прокладки или другие приспособления для предотвращения утечек могут быть использованы на стыке заслонки 526 и приемников 524 и/или нижней поверхности 506 для предотвращения нежелательной утечки между входным отверстием 514 и лункой 502. Соответственно, нижний край заслонки 526 может быть расположен над нижней поверхностью 506, чтобы использоваться в качестве элемента управления потоком между входным отверстием 514 и лункой 502.

На ФИГ. 6 изображен перспективный вид сечения другого варианта осуществления лунки 600. В этом варианте нижняя поверхность 606 каждой лунки 602 имеет выпуклую форму, что помогает снизить всплытие корзины и улучшает сток из лунки 602. Соответствующим образом, жидкость в лунке 602 стекает от центра лунки 602 к наружной стенке 604. Угол 616 может быть наклонен от верхней точки к нижней внешнего периметра нижней поверхности 606. Дренажное отверстие, в этом случае желоб 618, соединяет входное отверстие 614 с лункой 602. Дно входного отверстия 614 является вогнутым, и поэтому ниже, чем нижняя поверхность 606 связанной с ней лунки 602, которая способствует стоку.

На ФИГ. 7 изображен перспективный вид сечения другого варианта осуществления лунки 700. В этом варианте осуществления множество лунок 702 обслуживаются одним входном отверстием 714. Как и в варианте осуществления на ФИГ. 6, в этом варианте нижняя поверхность 706 каждой лунки 702 имеет выпуклую форму, что помогает снизить всплытие корзины и улучшает сток из лунки 702. Соответствующим образом, жидкость в лунке 702 стекает от центра лунки 702 к наружной стенке 704. Угол 716 может быть наклонен от верхней точки к нижней внешнего периметра нижней поверхности 706. Дренажные отверстия, в этом случае желоба 718, соединяют входное отверстие 714 с каждой из лунок 702. Дно входного отверстия 714 является вогнутым, и поэтому ниже, чем нижняя поверхность 706 связанных с ней лунок 702, что способствует стоку. Хотя показано, что с одним входным отверстием 714 связаны четыре лунки 702, таких лунок, имеющих жидкостное соединение с одним входным отверстием, может быть больше или меньше четырех в зависимости от того, как это требуется или предпочтительно для отдельного применения. В целом, множество лунок могут опустошаться или наполняться через одно входное отверстие, когда микробиологическое перекрестное загрязнение содержимого лунок не имеет значения.

На ФИГ. 8А и 8В показан один вариант осуществления образца вставки или корзины 800, которая включает часть контейнера 802 и бортик 804. Бортик 804 может включать канавку 806 для вставки прокладки, которая может быть использована для крепления корзины 800 при ее вставке в лунку плашки (как лунки и плашки, описанные выше). Интерференция между ободом лунки и уплотнением образуют посадку с натягом, которая предотвращает вытеснение корзины 800 из лунки во время обработки. В качестве альтернативы сам бортик 804 может быть изготовлен из упругого материала для образования посадки с натягом против обода лунки вместо отдельной прокладки или уплотнительного кольца. В качестве альтернативы для удержания корзины 800 в лунке можно использовать механические крепежные элементы, например, зажимы, рычаги, запоры и т.д. В определенных вариантах осуществления бортик может иметь резьбу для соединения с соответствующей резьбой на ободе лунки. Кроме того, на верхней поверхности плашки может быть закреплена маска или сальник для фиксации корзины, а также предотвращения случайного выплеска жидкости из лунки во время транспортировки. Внутренняя поверхность 804а бортика 804 помогает предотвратить выплеск и способствует извлечению корзины 800 из соответствующей лунки.

Часть контейнера 802 корзины 800 определяет количество отверстий, проемов или точек проникновения 808 как в боковой стенке 810, так и нижней стенке 812 корзины. Точки проникновения 808 могут определять любую форму или размер, как это требуется или предпочтительно для отдельного применения. Точки проникновения 808 должны быть достаточно большими, чтобы обеспечивать высокую интенсивность потока, но достаточно маленькими, чтобы образец, размещенный в корзине 800, не просочился. Было установлено, что корзины с отверстиями по значительной части боковой стенки и нижней стенки способствуют лучшему потоку, нежели системы, в которых используются иные структуры, которые позволяют попадать жидкости в лунку (например, системы с лунками, имеющими нижнюю поверхность в виде сетки). Корзины, обеспечивающие высокую интенсивность потока, позволяют быстро наполнять лунку без вытеснения корзины, а корзины, не обеспечивающие необходимый поток, могут быть вытеснены из соответствующей лунки. Кроме того, корзины, которые определяют отверстия с острыми углами (например, как прямоугольные отверстия, показанные на ФИГ. 8А и 8В) помогают снять поверхностное натяжение жидкостей с более высокой вязкостью. Это позволяет проходить большему потоку жидкости и помогает уменьшить или устранить всплывание корзины. Некоторые или все отверстия могут также определять угол по отношению к боковой или нижней стенке корзины, для того чтобы вызвать течение или воронку в жидкости для предотвращения прилипания образцов к корзине.

На ФИГ. 9А и 9В показаны иные конфигурации корзин 900. Как и в варианте осуществления, приведенном на ФИГ. 8А и 8В, отверстия 908 проходят сквозь боковую стенку 910 и нижнюю стенку 912 части контейнера 902. Как видно из рисунков, отверстия 908 могут быть любого размера или формы. Рассматриваются и корзины других форм. Например, корзины могут иметь форму, повторяющую форму лунки (т.е. круглые корзины и лунки, квадратные корзины и лунки и т.д.). Одним словом, форма как корзины, так и лунки может быть создана такой, как это требуется или предпочтительно для отдельного применения.

ФИГ. 10 отображает метод 1000 использования системы плашки и корзины для обработки биологических образцов, а именно, автоматической роботизированной обработки эмбрионов, включая окрашивание эмбрионов. При выполнении операции 1002 на плашку помещают одну или больше корзин, сначала вставляя корзину в каждую лунку плашки. Это может быть сделано вручную техническим специалистом, либо произведено роботизированным оборудованием с соответствующими настройками. Может быть целесообразным вставить корзины в лунки во время производства и сборки. Затем система плашки и корзины может быть уплотнена надлежащим образом во избежание загрязнения и направлена конечному пользователю. После того, как корзины загружены или после удаления предотвращающего загрязнения сальника, можно поместить эмбрион в одну или более корзин, как описано в операции 1004. В связи с хрупкостью эмбрионов, данная операция зачастую выполняется человеком-оператором, хотя можно использовать и роботизированное оборудование. Как только эмбрионы помещены в соответствующие корзины, каждая загруженная плашка вставляется в роботизированное оборудование для обработки, как указано в операции 1006. Оборудование для обработки или лабораторное программное обеспечение системы управления запрограммированы на выполнение конкретных операций, как это требуется или предпочтительно для отдельного применения. Во время обработки, независимо от типа вводимой жидкости, конструкция системы плашки и корзины, описанная в настоящем документе, позволяет вводить или извлекать жидкость пипеткой, не повреждая и не извлекая при этом эмбрион, и избегая вытеснения корзины из плашки. При вставке пипетки во входное отверстие, как описано в операции 1008, устраняется вероятность повреждения эмбриона и необходимость извлечения эмбриона из корзины. В операции 1010 жидкость вводится и извлекается из лунки через входное отверстие. Это процедуру можно повторять согласно требованиям определенного процесса. Программа, использованная для контроля роботизированного оборудования, продолжит выполнять соответствующую процедуру, операцию 1012, пока она не будет полностью завершена. После этого, как указано в операции 1014, плашку извлекают из роботизированного оборудования для обработки. Затем человек-оператор или специализированное роботизированное оборудование может извлечь эмбрион, как указано в операции 1016.

Возвращаясь к операции 1010, ниже представлен пример протокола обработки целого эмбриона. Как указано выше жидкости вводятся и выводятся через входное отверстие для снижения вероятности повреждения эмбриона или необходимости его извлечения. Процессы могут быть адаптированы под любые образцы, которые могут содержаться в лунках, такие как кусочки ткани, полученные вибратомом или санным микротомом, полностью или частично подготовленные органы или ткани эмбрионов или взрослых особей и т.д.

Протокол обработки целого эмбриона мыши

A. Модуль W1, день 1

i. Поместить эмбрионы мыши в Робота - начать Работу

ii. Погрузить эмбрион в 2% глютаральдегид/параформальдегид (60 мин).

iii. Погрузить эмбрионы в фосфатно-солевой буферный раствор (5 мин).

iv. Погрузить эмбрионы 4 × в фосфатно-солевой буферный раствор (15 мин). Например, 3×10 мин со взбалтыванием

v. Погрузить эмбрионы в окрашивающий раствор LacZ

vi. Извлечь эмбрионы из Робота

(1) Инкубировать предметные стекла при 4°C в течение 12-48 часов

(2) Время и температура инкубации варьируется

B. Модуль W2, день 3

i. Снова поместить эмбрионы в Робота

ii. Погрузить эмбрионы 3 × в фосфатно-солевой буферный раствор (5 мин каждый).

iii. Погрузить эмбрионы в 2% параформальдегид

iv. Извлечь эмбрионы из Робота

(1) Инкубировать в течение 12 часов

C. Модуль W3, день 4

i. Снова поместить эмбрионы в Робота

ii. Погрузить эмбрионы 3 × в фосфатно-солевой буферный раствор (15 мин).

iii. Погрузить эмбрионы в 50% глицерин

iv. Извлечь эмбрионы из Робота

(1) Инкубировать в течение 12 часов

D. Модуль W4, день 5

i. Снова поместить эмбрионы в Робота

ii. Погрузить эмбрионы в 70% глицерин (12 часов)

iii. Извлечь эмбрионы из Робота

iv. Передать эмбрионы на хранение

Система плашки, описанная в настоящем изобретении, может быть полезна для многих других биологических процессов, где необходимо вводить или извлекать жидкости из лунки, не повреждая и непреднамеренно не извлекая образец при всасывании пипеткой. Это может относиться к различным типам гистохимии, гибридизации in-situ, иммуногистохимии. Например, образцы в лунке могут включать любые взвешенные ткани или колонии клеточных культур, включая клетки или ткани растений или животных. В некоторых вариантах осуществления образцы выращиваются на предметных стеклах, и система плашки предназначена для удержания предметного стекла. В некоторых вариантах осуществления образцы помещаются на предметное стекло при помощи центрифуги или иных известных технологий, и система плашки, предназначенная для удержания предметных стекол, используется в процессе окрашивания. Независимо от биологических процессов, в которых используются системы плашки и корзины, как правило, по внешним размерам (длина, ширина, толщина) плашки похожи или аналогичны стандартным микротитрационным планшетам. Это позволяет с легкостью использовать систему плашки и корзины в существующих лабораторных роботизированных системах для обработки.

На ФИГ. 11 показана плашка 1100 для обработки нескольких предметных стекол. Плашка включает несколько лунок 1102, каждая из которых имеет множество боковых стенок 1104 и нижнюю поверхность (не показана). Входные отверстия 1114 (в этом случае два, связанные с каждой лункой 1102) проходят сквозь верхнюю поверхность плашки 1100. Входные отверстия 1114 могут иметь жидкостное сообщение с лунками 1102 аналогично тому, как показано на предыдущих рисунках. Иными словами, входные отверстия 1114 могут быть полностью отдельными от лунок, как показано здесь и как отображено на ФИГ. 3А. В других вариантах осуществления, входные отверстия могут иметь жидкостное сообщение с лунками через дренажное отверстие и/или канал в нижней поверхности и/или желоб в боковой стенке 1104. Одна или более стенок 1104 (как правило, противоположные стенки) каждой лунки 1102 по меньшей мере частично определяют количество выступов 1120. Смежные выступы 1120 находятся на некотором расстоянии друг от друга, чтобы между ними можно было разместить предметное стекло. В отдельной лунке 1102 может находиться любое количество предметных стекол, и предметные стекла могут быть повернуты так, что продольная ось предметного стекла может быть практически вертикальной (как показано) или горизонтальной. В показанном варианте осуществления нет необходимости использовать корзины, но в других вариантах осуществления, предметные стекла могут устанавливаться в корзинах соответствующей формы, после чего корзины можно вставлять в лунки.

Ниже представлен пример системы обработки с предметными стеклами. Протокол обработки с предметными стеклами

A. Установить предметные стекал в Робота - начать Работу (модуль S1 день 1)

B. Погрузить предметные стекла в 2% параформальдегид на (5 мин)

C. Погрузить предметные стекла в фосфатно-солевой буферный раствор (5 мин)

D. Погрузить предметные стекла 4 × в фосфатно-солевой буферный раствор, (10 мин)

E. Погрузить предметные стекла в окрашивающий раствор LacZ.

F. Извлечь предметные стекла из Робота

i. Инкубировать предметные стекла при 37 C на протяжении ночи

ii. Позволить предметным стеклам вернуться к комнатной температуре

G. Вернуть предметные стекла в Робот (модуль S2 день 2)

H. Погрузить предметные стекла 3 × в фосфатно-солевой буферный раствор (5 мин каждый)

I. Погрузить в 2% параформальдегид (60 мин)

J. Погрузить предметные стекла 3 × в фосфатно-солевой буферный раствор (10 мин)

i. Погрузить предметные стекла в нейтральрот (3 мин)

K. Погрузить предметные стекла в дистиллированную H₂O (10 сек)

L. Погрузить предметные стекла в 70% этанол (5 мин)

M. Погрузить предметные стекла в 85% этанол (5 мин)

N. Погрузить предметные стекла в 95% этанол (5 мин)

O. Погрузить предметные стекла 2 × в 100% этанол (5 мин каждый)

P. Погрузить предметные стекла в этанол/Гистоклир (Histoclear) (5 мин)

Q. Погрузить предметные стекла 2 × в Гистоклир (Histoclear) на (5 мин каждый)

R. Завершить работу Робота, Взять предметные стекла

В некоторых аспектах образцом является эмбрион мыши. В других аспектах образцом является ткань. В еще одних аспектах образцом является суспензионная культура. Образцы, описанные в настоящем изобретении, по своей природе являются биологическими; однако, настоящее изобретение подходит для любого образца, размер которого достаточен, чтобы избежать прохождения через отверстия, проемы или точки проникновения в корзине.

Материалы, использованные для производства плашек и корзин и указанные на них, могут быть аналогичны материалам, использованным в существующих системах роботизированной биологической обработки. Например, можно использовать пластмассы, такие как TEFLON, DELRIN, различные марки полипропилена, ABS или PVC. Также можно применять металлы, такие как алюминий, нержавеющая сталь и титан. Кроме того, плашка и корзины, описанные в настоящем изобретении, могут быть изготовлены из стандартных материалов, используемых для стереоскопической печати. После производства плашку и корзину можно обработать химическим раствором, расплавляющим наружную поверхность плашки и корзины, тем самым избавляя ее от пор. Этот процесс может быть особенно полезен для плашки и корзины очень сложных форм.

Настоящее изобретение предусматривает, что корзины могут быть обработанными и необработанными. Например, обработанная корзина может позволить высвободить факторы роста или цитокины для ускорения роста тканей или клеток внутри корзины.

В то время как описанное в настоящем изобретении считается примером и предпочтительными вариантами осуществления настоящей технологии, другие модификации данной технологии очевидны для специалистов в данной области на основе представленной в настоящем изобретении информации. Конкретные методы изготовления и геометрические формы, раскрытые в настоящем изобретении, являются, по своей сути, примерами, и не должны считаться ограничивающими. Таким образом, в прилагаемой формуле изобретения предпочтительно считать все такие модификации соответствующими духу и объему данной технологии. Соответственно, в патентной грамоте предпочтительно указать, что технология включает описанное выше и варианты, указанные в следующей формуле изобретения, а также все эквиваленты.

Изобретение относится к лабораторным роботам. Система для обработки образцов роботизированной платформой, при этом система содержит: плашку, определяющую: лунку, определяющую дренажное отверстие, при этом лунка содержит нижнюю поверхность; и входное отверстие в системе жидкостного сообщения с дренажным отверстием; и вставку, адаптированную так, чтобы ее можно было вставить в лунку, при этом вставка включает нижнюю стенку и боковую стенку, а нижняя стенка или боковая стенка определяет множество отверстий, так что внутренняя часть вставки имеет жидкостное сообщение с лункой, когда вставка вставлена в лунку. Технический результат – повышение точности и надежности при проведении различных процессов. 5 н. и 54 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Система для обработки образцов роботизированной платформой, при этом система содержит:

плашку, определяющую:

лунку, определяющую дренажное отверстие, при этом лунка содержит нижнюю поверхность; и

входное отверстие в системе жидкостного сообщения с дренажным отверстием; и

вставку, адаптированную так, чтобы ее можно было вставить в лунку, при этом вставка включает нижнюю стенку и боковую стенку, при этом как нижняя стенка, так и боковая стенка, по отдельности, определяют множество отверстий, так что внутренняя часть вставки имеет жидкостное сообщение с лункой, когда вставка вставлена в лунку, и при этом по меньшей мере некоторые из отверстий определяют угол по отношению к боковой или нижней стенке, для того чтобы вызвать течение или воронку в жидкости.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что лунка определяет канал, соединяющий дренажное отверстие и входное отверстие, при этом канал наклонен вниз от дренажного отверстия к входному отверстию.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что нижняя поверхность определяет дренажное отверстие.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что нижняя поверхность имеет верхнюю точку и нижнюю точку, и тем, что дренажное отверстие располагается рядом с нижней точкой.

5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что нижняя точка располагается рядом с центром нижней поверхности.

6. Система по п. 4, отличающаяся тем, что нижняя точка располагается рядом с наружным краем нижней поверхности.

7. Система по п. 4, отличающаяся тем, что лунка имеет наружную стенку, и тем, что наружная стенка по меньшей мере частично определяет дренажное отверстие.

8. Система по п. 2, отличающаяся тем, что нижняя поверхность определяет верхнюю поверхность канала.

9. Система по п. 2, отличающаяся тем, что нижняя поверхность по меньшей мере частично определяет край канала.

10. Система по п. 1, отличающаяся тем, что плашка определяет желоб, при этом желоб обеспечивает жидкостное сообщение между лункой и входным отверстием.

11. Система по п. 10, отличающаяся тем, что желоб выполнен с возможностью принимать заслонку.

12. Система по п. 1, отличающаяся тем, что лунка включает наружную стенку, и тем, что при вставке корзины в лунку корзина образует посадку с натягом с наружной стенкой.

13. Система по п. 12, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно из наружной стенки и корзины включает прокладку, при этом прокладка образует посадку с натягом.

14. Система по п. 1, отличающаяся тем, что плашка дополнительно содержит по меньшей мере одно из зажима или запора для обеспечения неподвижности корзины в лунке.

15. Система по п. 1, отличающаяся тем, что лунка имеет наружную стенку, при этом наружная стенка определяет по меньшей мере одну из круглой, четырехугольной, овальной и треугольной формы.

16. Система по п. 15, отличающаяся тем, что боковая стенка корзины определяет форму, соответствующую форме наружной стенки.

17. Система по п. 1, отличающаяся тем, что плашка определяет множество лунок, и тем, что входное отверстие имеет жидкостное сообщение по меньшей мере с двумя из множества лунок.

18. Система по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно из множества отверстий имеет острый угол.

19. Плашка для обработки образцов роботизированной платформой, при этом плашка содержит:

лунку, определяющую геометрическую форму, имеющую по меньшей мере одну наружную стенку и нижнюю поверхность;

входное отверстие, отделенное от лунки и имеющее жидкостное сообщение с ней;

и корзину, форма которой позволяет помещаться в лунке, при этом корзина определяет по меньшей мере одну боковую стенку и нижнюю стенку, и где как боковая стенка, так и нижняя стенка, по отдельности, определяют множество отверстий, и при этом по меньшей мере некоторые из отверстий определяют угол по отношению к боковой или нижней стенке, для того чтобы вызвать течение или воронку в жидкости.

20. Плашка по п. 19, отличающаяся тем, что лунка определяет дренажное отверстие, определенное по меньшей мере одной из наружной стенки и нижней поверхности.

21. Плашка по п. 19, отличающаяся тем, что нижняя поверхность является по меньшей мере одной из по существу выпуклой и по существу вогнутой.

22. Плашка по п. 19, отличающаяся тем, что нижняя поверхность наклонена по направлению к наружной стенке.

23. Плашка по п. 19, отличающаяся тем, что плашка дополнительно содержит канал, соединяющий лунку с входным отверстием, при этом канал размещен под нижней поверхностью.

24. Плашка по п. 23, отличающаяся тем, что нижняя поверхность по меньшей мере частично определяет канал.

25. Плашка по п. 19, отличающаяся тем, что плашка включает множество лунок и входное отверстие имеет жидкостное сообщение по меньшей мере с двумя из множества лунок.

26. Система для обработки образцов, при этом система содержит:

плашку, определяющую:

лунку, определяющую дренажное отверстие, при этом лунка содержит нижнюю поверхность; и

входное отверстие, имеющее жидкостное сообщение с дренажным отверстием; и вставку, адаптированную так, чтобы ее можно было вставить в лунку,

при этом вставка содержит нижнюю стенку и боковую стенку, при этом по меньшей мере одна из нижней стенки и боковой стенки определяет множество отверстий, так что внутренняя часть вставки имеет жидкостное сообщение с лункой, когда вставка вставлена в лунку, и при этом по меньшей мере некоторые из отверстий определяют угол по отношению к боковой стенке или нижней стенке, для того чтобы вызвать течение или воронку в жидкости.

27. Система по п. 26, отличающаяся тем, что лунка определяет канал, соединяющий дренажное отверстие и входное отверстие, при этом канал содержит поворот примерно на 90 градусов между дренажным отверстием и входным отверстием.

28. Система по п. 26, отличающаяся тем, что дренажное отверстие имеет диаметр дренажного отверстия (DD) и входное отверстие имеет диаметр входного отверстия (DA), при этом диаметр дренажного отверстия (DD) больше диаметра входного отверстия (DA), при этом вставка содержит нижнюю стенку и боковую стенку.

29. Система по п. 26, отличающаяся тем, что входное отверстие отделено от лунки.

30. Система по п. 26, отличающаяся тем, что как нижняя стенка, так и боковая стенка вставки определяют множество отверстий, при этом отверстия в нижней стенке и отверстия в боковой стенке определяют изогнутую форму.

31. Система по п. 30, отличающаяся тем, что отверстия в нижней стенке и отверстия в боковой стенке определяют круглую форму.

32. Система по п. 26, отличающаяся тем, что как нижняя стенка, так и боковая стенка вставки определяют множество отверстий, при этом отверстия в нижней стенке имеют форму, отличающуюся от формы отверстий в боковой стенке.

33. Система по п. 32, отличающаяся тем, что отверстия в боковой стенке определяют прямоугольную форму и отверстия в нижней стенке определяют изогнутую форму.

34. Система по п. 26, отличающаяся тем, что вставка подвергнута химической обработке, в результате которой наружные поверхности вставки избавлены от пор.

35. Система по п. 26, отличающаяся тем, что вставка обработана таким образом, чтобы позволить вставке высвободить факторы роста или цитокины.

36. Корзина для использования с системой для обработки образцов, при этом система содержит плашку, определяющую лунку, при этом корзина содержит:

нижнюю стенку и боковую стенку, при этом по меньшей мере одна из нижней стенки и боковой стенки определяет множество отверстий, так что внутренняя часть корзины имеет жидкостное сообщение с лункой плашки, при этом по меньшей мере некоторые из отверстий определяют угол по отношению к боковой стенке или нижней стенке, для того чтобы вызвать течение или воронку в жидкости, вводимой в корзину.

37. Корзина по п. 36, отличающаяся тем, что как нижняя стенка, так и боковая стенка определяют множество отверстий.

38. Корзина по п. 37, отличающаяся тем, что отверстия в нижней стенке и отверстия в боковой стенке определяют изогнутую форму.

39. Корзина по п. 38, отличающаяся тем, что отверстия в нижней стенке и отверстия в боковой стенке определяют круглую форму.

40. Корзина по п. 37, отличающаяся тем, что отверстия в нижней стенке имеют форму, отличающуюся от формы отверстий в боковой стенке.

41. Корзина по п. 40, отличающаяся тем, что отверстия в боковой стенке определяют прямоугольную форму и отверстия в нижней стенке определяют изогнутую форму.

42. Корзина по п. 36, отличающаяся тем, что корзина определяет общую форму, соответствующую форме наружной стенки лунки.

43. Корзина по п. 42, отличающаяся тем, что общая форма корзины представляет собой по меньшей мере одно из круглой, четырехугольной, овальной или треугольной формы.

44. Корзина по п. 36, отличающаяся тем, что корзина подвергнута химической обработке, в результате которой наружная поверхность вставки избавлена от пор.

45. Корзина по п. 36, отличающаяся тем, что корзина обработана таким образом, чтобы позволить корзине высвободить факторы роста или цитокины.

46. Способ применения системы, содержащей плашку и корзину, для обработки образцов, при этом способ включает:

вставку корзины в плашку, при этом плашка имеет лунку, определяющую дренажное отверстие, которое содержит нижнюю поверхность, при этом входное отверстие имеет жидкостное сообщение с дренажным отверстием;

помещение эмбриона в корзину;

вставку загруженной плашки в роботизированное оборудование для обработки;

вставку пипетки во входное отверстие;

введение жидкости в корзину и/или извлечение ее оттуда посредством пипетки;

извлечение плашки из роботизированного оборудования для обработки; и

извлечение эмбриона из корзины,

при этом стадия введения жидкости в корзину и/или извлечения из нее включает обеспечение течения или воронки в жидкости за счет конфигурации корзины.

47. Способ по п. 46, отличающийся тем, что по меньшей мере одну из стадий, включая стадию вставки корзины в плашку, выполняют вручную.

48. Способ по п. 46, отличающийся тем, что по меньшей мере одну из стадий, включая стадию вставки корзины в плашку, выполняют при помощи роботизированного оборудования.

49. Способ по п. 46, отличающийся тем, что по меньшей мере одну из стадий, включая стадию извлечения эмбриона из корзины, выполняют вручную.

50. Способ по п. 46, отличающийся тем, что по меньшей мере одну из стадий, включая стадию извлечения эмбриона из корзины, выполняют при помощи роботизированного оборудования.

51. Способ по п. 46, дополнительно включающий обработку корзины химическим раствором, позволяющим избавить наружную поверхность корзины от пор, перед стадией вставки корзины в плашку.

52. Способ по п. 46, дополнительно включающий обработку корзины, чтобы позволить корзине высвободить факторы роста или цитокины, перед стадией вставки корзины в плашку.

53. Способ по п. 46, отличающийся тем, что корзина содержит нижнюю стенку и боковую стенку, при этом как нижняя стенка, так и боковая стенка определяют множество отверстий, для того чтобы вызвать течение или воронку в жидкости.

54. Способ по п. 53, отличающийся тем, что отверстия в нижней стенке и отверстия в боковой стенке определяют изогнутую форму.

55. Способ по п. 54, отличающийся тем, что отверстия в нижней стенке и отверстия в боковой стенке определяют круглую форму.

56. Способ по п. 53, отличающийся тем, что отверстия в нижней стенке имеют форму, отличающуюся от формы отверстий в боковой стенке.

57. Способ по п. 56, отличающийся тем, что отверстия в боковой стенке определяют прямоугольную форму и отверстия в нижней стенке определяют изогнутую форму.

58. Способ по п. 46, дополнительно включающий уплотнение узла корзины и плашки после стадии вставки корзины в плашку.

59. Способ по п. 58, дополнительно включающий извлечение уплотнения из узла корзины и плашки перед стадией помещения эмбриона в корзину.